Экология энергетики

где - плотность газов перед золоуловителем, кг/м3;

uвх – скорость газов на входе в каплеуловитель; uвх = 20 м/с.

2.6. Выбор и расчет электрофильтров

Целью расчета является выбор типа электрофильтров и определение их числа в зависимости от расхода газов и допустимых скоростей в сечении аппарата с определением степени очистки газов. Расчет завершается выбором способа питания электрофильтра выпрямленным током.

1. Выбор типа электрофильтра.

Параметром, определяющим степень очистки электрофильтра, является время пребывания газов в активной зоне электрофильтра эф, с. Этот параметр можно определить по формуле

эф = L Fак N/V, с,

где L – длина активной зоны электрофильтра, м;

Fак – площадь активного сечения, м2; N – число полей;

V – объемный расход газов, проходящих через электрофильтр,

м3/с.

Зависимость степени улавливания золы в электрофильтре (при благоприятных электрофизических свойствах золы) от времени пребывания газов в активной зоне представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Зависимость степени очистки газов в электрофильтрах от времени их пребывания в активной зоне электрофильтров; Н – номинальная высота электродов, м

311

Из приведенной зависимости видно, что электрофильтры с высотой электродов 12 м по сравнению с электрофильтрами с электродами меньшей

высоты при равном времени эф имеют значительно меньшую степень очистки. Поэтому при подборе типоразмера электрофильтра следует в первую очередь использовать электрофильтры с высотой электродов менее

12 м..

Некоторое представление об электрофизических свойствах золы дает предложенный ВТИ критерий

КА 2О3 SiО2 Ар , l

фW р 9Н р S р

где Аl2О3 и SiО2 – содержание этих соединений в золе, %; Ар, Wр, Нр, Sр

– зольность, влажность, содержание водорода и серы на рабочую массу топлива, %.

Для наиболее характерных топлив Кф приведен ниже

Для топлив с Кф 46 время пребывания газов в активной зоне электрофильтра должно быть увеличено в 1,5 раза.

Гидравлическое сопротивление вертикальных и горизонтальных двухпольных электрофильтров составляет порядка 150 Па, горизонтальных трех- и четырехпольных 200 Па.

2. Выбор числа электрофильтров.

Для обеспечения высокой степени улавливания золы скорость газов в активном сечении электрофильтра должна быть W = 1,0 – 1,5 м/с для карманных электродов и 2,0 – 2,5 м/с для желобчатых (меньшие значения принимаются для сухих топлив, большие для влажных).

Число параллельно устанавливаемых электрофильтров определяется по формуле

n V . FакW

3. Критическая напряженность электрического поля электрофильтра.

312

Критическая напряженность электрического поля определяет устойчивый коронный разряд, при котором напряженность электрического поля у коронирующего электрода максимальна, а у осадительного электрода ее значение невелико. Такое распределение напряженности электрического поля в электрофильтре возможно, если коронирующий электрод имеет отрицательный заряд, т.е. корона отрицательная.

Критическая напряженность электрического поля определяется по приближенной формуле

где - отношение плотности газов при рабочих условиях к их

плотности при стандартных условиях (t = 20 оС, р = 1,013 105 Па); r – радиус коронирующего электрода, м; для провода ромбического сечения принимается равным половине стороны ромба ( r = 0,5 а).

При работе электрофильтра под разрежением

а при работе под наддувом

где Б – барометрическое давление, Па; Sр – величина разрежения, Па;

Рг – избыточное давление, Па.

4. Критическое напряжение коронного разряда.

Критическое напряжение зависит от формы поля электрофильтра. Для пластичного электрофильтра определяется по формуле

где В – расстояние от коронирующих электродов до осадительных пластин, м;

S – расстояние между коронирующими электродами, м.

Для достижения устойчивой короны рабочее напряжение U должно быть больше критического

U Uкр

5. Рабочие ток и напряжение короны.

313

Ток короны пластинчатого электрофильтра определяется по формуле

где i – плотность тока на погонный метр длины коронирующего электрода, а/м;

- величина, зависящая от взаимного расположения коронирующих и осадительных электродов. Для пластинчатых

k – подвижность ионов в дымовых газах, (м/с)/(в/м); для отрицательных ионов ориентировочно можно принимать k = 1,0 10-4 (м/с)/(в/м).

Рабочее напряжение U должно обеспечивать плотность тока

i = (0,08 – 0,1) 10-3 а/м для электрофильтров с желобчатыми электродами. Задаваясь величиной i, можно из приведенной формулы определить U. Меньшие значения токов принимаются для сухих топлив, большие для влажных.

6. Напряженность электрического поля работающего электрофильтра. Для пластинчатого электрофильтра с достаточной точностью

напряженность электрического поля определяется по формуле

Е 4 2iоk 1 Вr 2 Екр Вr 2 , в/м,

где о – диэлектрическая проницаемость вакуума;

7. Зарядка частиц золы.

Число элементарных зарядов, приобретаемых частицей размером более 1 мкм за время эф, определится

314

где - относительная диэлектрическая проницаемость частицы; для

золы

= 4;

- диаметр частицы, м;

ео – величина элементарного заряда электрона, равная 1,6 10-19

Кл;

- фактор времени, принимаемый в расчетах равным 1,0.

8.Движение заряженных частиц в поле электрофильтра.

Скорость осаждения частиц в электрическом поле определяется по формуле

где v – скорость осаждения частиц данного размера, м/с; W – скорость газов в электрофильтре, м/с;

Lак – длина активной зоны электрофильтра, м;

В – расстояние между коронирующими и асадительными электродами, м;

эф – время пребывания очищаемых газов в электрофильтре, с. Коэффициент является функцией в основном средней

продолжительности падения уловленной золы в бункер и зависит от высоты электродов. Значение коэффициента при увеличении высоты электродов c 7,5 до 12,0 м составляет 0,65 – 0,80. В остальных случаях коэффициент в расчетах не учитывать.

Формула для определения справедлива при улавливании частиц размером 30 –35 мкм. Для частиц большего размера следует вносить поправку на снижение около 2 % на каждые 10 мкм увеличения диаметра частиц свыше 35 мкм.

10. Потребляемая мощность и источники питания электрофильтров.

315

Электрическая мощность короны определяется по формуле

Nкор =u i Lак, Вт.

Суммарная мощность, необходимая для создания короны и привода механизмов очистки, определяется следующим образом:

N= Nкор(1+ ), Вт,

где - доля мощности, идущей на привод механизмов очистки. Для расчетов можно принять = 0,2.

316

Электронный учебно-методический комплекс

Раздел контроля знаний

ЭКОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИКИ

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА ЗАЧЕТ

Минск 2016

317

3.ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ВЫНОСИМЫХ НА ЗАЧЕТ

1.Газификация твердых топлив.

2.Удаление серы из жидкого топлива.

3.Образование оксидов азота при горении. Топливные оксиды азота.

4.Оксиды азота в атмосфере. Трансформация их в атмосфере.

5.Основные загрязнители атмосферного воздуха.

6.Управляемые выбросы ТЭС и АЭС.

7.Энергетика как большая система.

8.Сравнительные данные вредности различных видов топлива.

9.Десульфуризационные установки. Классификация.

10.Технологические методы снижения оксидов азота за счет снижения максимальной температуры.

11.Методы очистки дымовых газов от оксидов азота. Низкотемпературный метод.

12.Образование оксидов азота при горении. Термические оксиды азота.

13.Неуправляемые выбросы ТЭС.

14.Газификация сернистых мазутов.

15.Классификация выбросов ТЭС на органическом топливе.

16.Образование оксидов азота при горении органических топлив.

17.Технологические методы снижения генерации оксидов азота.

18.Денитрификационные установки. Классификация.

19.Классификация методов очистки газов от оксидов серы.

20.Технологические методы снижения оксидов азота за счет снижения концентрации окислителя.

21.Технологические методы снижения оксидов азота (специальные методы).

22.Классификация оксидов азота, образующихся в процессе сжигания органических топлив.

23.Снижение оксидов азота при двухступенчатом и трехступенчатом методах.

24.Снижение оксидов азота за счет введения в зону горения влаги.

25.Методы очистки дымовых газов от оксидов азота. Высокотемпературный метод.

26.Снижение оксидов азота за счет введения в котел газов рециркуляции.

27.Оксиды азота в атмосфере. Циркуляция оксидов азота в атмосфере.

28.Удаление серы из твердых топлив.

29.Оксиды серы с экологической точки зрения.

30.Мокрая десульфуризация. Сульфитный и аммиачно-циклический методы.

31.Сухая десульфуризация.

32.Образование оксидов азота при горении. «Быстрые» оксиды азота.

33.Основы теории золоулавливания.

34.Влияние состава топлив на генерацию оксидов азота.

35.Восстановительные методы снижения выбросов оксидов азота.

36.Жалюзийные золоуловители.

37.Нормирование выбросов загрязняющих веществ.

318

38.ПДК вредных выбросов ТЭС.

39.Электрофизические показатели золы.

40.Мокрые методы очистки газов от оксидов азота.

41.Сухие золоуловители.

42.Очистка сточных вод ТЭС от нефтепродуктов.

43.Назначение и классификация дымовых труб.

44.Определение высоты дымовой трубы.

45.Спецгазоочистки.

46.Сжигание топлив в кипящем слое.

47.Показатели работы золоуловителей (параметр золоулавливания и т.д.).

48.Воздействие вредных выбросов ТЭС на человека и природу.

49.Структура атмосферы.

50.СГО. Метод разбавления газов азотом.

51.Классификация золоуловителей.

52.Классификация сточных вод ТЭС.

53.Сточные воды систем охлаждения.

54.Обмывочные сточные воды.

55.Повышение эффективности работы электрофильтров.

56.Определение ущерба от вредных выбросов в атмосферу.

57.Очистка сточных вод установками обратного осмоса.

58.Нефтеловушка в системе очистки сточных вод газомазутных ТЭС.

59.Показатели качества сточных вод.

60.Электрофильтры.

61.Очистка газов от оксидов серы сухими методами.

62.СГО. Метод дожигания водорода.

63.Очистка газов от оксидов серы.

64.Сточные воды ВПУ и БОУ.

65.СГО с газгольдерами.

66.Понятие о чистом воздухе.

67.Сточные воды систем ГЗУ.

68.Мокрые золоуловители.

69.Флотационные установки в системе очистки сточных вод газомазутных ТЭС.

70.Спецводоочистки АЭС.

71.Сточные воды химпромывок и консервации.

72.Определение высоты дымовой трубы. Охарактеризовать входящие в формулу для Нд.т. величины.

73.Охрана водного бассейна.

74.Нейтрализация сточных вод ВПУ.

75.Бессточные схемы в системе ТЭС.

76.Утилизация сточных вод АЭС.

77.Золоуловители с трубой Вентури.

78.ПДВ вредных выбросов ТЭС.

79.Тканевые фильтры.

80.Батарейные циклоны.

319

81.Сточные воды химпромывок.

82.Испарители в системе утилизации сточных вод.

83.Сточные воды, загрязненные нефтепродуктами.

84.Основы теории золоулавливания.

320